Tính toán thiết kế dầm thép khoét lỗ liên tục theo tiêu chuẩn mỹ (luận văn thạc sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI - NGUYỄN TRỌNG TỪ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM THÉP KHOÉT LỖ LIÊN TỤC THEO TIÊU CHUẨN MỸ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Hà Nội - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI NGUYỄN TRỌNG TỪ KHĨA: 2017 - 2019 TÍNH TỐN THIẾT KẾ DẦM THÉP KHOÉT LỖ LIÊN TỤC THEO TIÊU CHUẨN MỸ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS VŨ QUỐC ANH XÁC NHẬN CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN Hà Nội - 2019 LỜI CẢM ƠN Trước hết xin bày tỏ tình cảm biết ơn chân thành tới tất thầy, cô khoa Sau đại học – Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội dẫn giúp đỡ trình học tập tiến hành làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Bộ môn Kết cấu thép – gỗ có ý kiến đóng góp q báu cho thảo luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Vũ Quốc Anh – Trường đại học Kiến trúc Hà Nội, Bộ Xây dựng tận tình giúp đỡ, huớng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi, cung cấp tài liệu động viên tơi q trình hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè anh chị em đồng nghiệp có đóng góp giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn Tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn đọc Hà Nội, ngày… tháng… năm 2019 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Trọng Từ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Trọng Từ MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC KÝ HIỆU MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ DẦM THÉP KHOÉT LỖ 1.1 Lịch sử hình thành .4 1.2 Phương pháp chế tạo 1.3 Ưu điểm nhược điểm dầm khoét lỗ 10 1.3.1 Ưu điểm 10 1.3.2 Nhược điểm .11 1.4 Tình hình nghiên cứu dầm có bụng kht lỗ .14 1.4.1 Trên giới 14 1.4.2 Tại Việt Nam 15 CHƯƠNG II CẤU TẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN DẦM KHT LỖ LIÊN TỤC 17 2.1 Các tiêu chuẩn, phương pháp thiết kế 17 2.1.1 Tiêu chuẩn AISC .17 2.1.2 Phương pháp thiết kế .18 2.1.3 Vật liệu 18 2.2 Quy định cấu tạo 19 2.3 Ứng xử dầm có bụng khoét lỗ 20 2.4 Các bước tính tốn thiết kế 22 2.4.1 Tính tốn khả chịu lực trục độ bền uốn tiết diện chữ Tee 22 2.4.2 Tính tốn ổn định oằn bụng 29   2.4.3 Tính tốn khả chịu cắt dầm 31 2.4.4 Điều kiện độ võng 33 2.5 Xây dựng sơ đồ khối tính tốn dầm kht lỗ theo tiêu chuẩn Mỹ .34 2.6 Phương pháp tính tốn dầm kht lỗ theo tiêu chuẩn Việt Nam 36 2.7 Đánh giá phương pháp tính theo tiêu chuẩn Mỹ Việt Nam 39 2.8 Tối ưu thiết kế dầm thép khoét lỗ liên tục theo tiêu chuẩn Mỹ 40 2.8.1 Tổng quan toán tối ưu kết cấu 40 2.8.2 Chương trình tối ưu thiết kế dầm khoét lỗ liên tục theo tiêu chuẩn Mỹ 43 CHƯƠNG III VÍ DỤ TÍNH TỐN VÀ KHẢO SÁT SỐ LIỆU 49 3.1 Ví dụ tính tốn dầm thép chịu tải trọng nhẹ 49 3.1.1 Ví dụ 3.1 Thiết kế dầm khoét lỗ theo tiêu chuẩn Mỹ 49 3.1.2 Kiểm tính dầm đục lỗ theo tiêu chuẩn Việt Nam từ ví dụ 3.1 68 3.1.3 Tối ưu thiết kế dầm đục lỗ theo tiêu chuẩn Mỹ chương trình “Ram SBEAM” với ví dụ 3.1 76 3.2 Ví dụ tính tốn dầm thép chịu tải trọng lớn .81 3.3 Khảo sát số dầm thép với phương án dầm đặc dầm rỗng .101 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 103 Kết luận 103 Kiến nghị 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ TỐI ƯU THEO CHƯƠNG TRÌNH “RAM SBEAM”   DANH MỤC HÌNH VẼ Số thứ tự Tên hình Trang Hình 1.1 Dầm khoét lỗ bụng Hình 1.2 Hệ thống Gara tơ Mercedes Benz Hình 1.3 Bãi đỗ xe bệnh viện Good Samaritan, Puyallup, Wasington Hình 1.4 Bãi đỗ xe ô tô Jason County, Medford, Oregon Hình 1.5 Nhà ga phía bắc – sân bay Gatwick, London Hình 1.6 Một nhà xưởng Water Mark, London Hình 1.7 Phương pháp chế tạo dầm khoét lỗ Hình 1.8 Dầm cắt dọc theo bụng hàn lại Lợi ích tích hợp hệ thống kỹ thuật vào chiều cao kết cấu Hình 1.10 Sử dụng dầm thép khoét lỗ làm kết cấu đỡ mái Sử dụng dầm liên hợp thép – bê tơng có bụng Hình 1.11 kht lỗ Quy định cấu tạo chế tạo dầm thép đục lỗ lục Hình 2.1 giác liên tục Hình 1.9 Hình 2.2 Quy định cấu tạo chế tạo dầm thép đục lỗ tròn liên tục 11 12 14 19 19 Hình 2.3 Biểu đồ nội lực giàn Vierendeel 20 Hình 2.4 Biểu đồ nội lực dầm chịu lực tác dụng 24 Hình 2.5 Momen dầm chịu lực tác dụng 27 Hình 2.6 Sơ đồ khối thiết kế dầm thép khoét lỗ liên tục 36 Hình 2.7 Sơ đồ đoạn dầm có lỗ Giao diện nhập nhịp dầm, chọn vật liệu, phương án thiết kế Giao diện nhập tải trọng cho tốn 37 Hình 2.8 Hình 2.9 45 46 Hình 2.10 Giao diện nhập tải trọng tập trung cho tốn 46 Hình 2.11 Biểu đồ tải trọng tổng hợp toán 47 Hình 2.12 Giao diện thiết kế dầm 47 Số thứ tự Tên hình Trang Hình 2.13 Biểu đồ nội lực dầm Hình 2.14 Biểu đồ nội lực dầm kht lỗ trịn 48 Hình 2.15 Giao diện trích xuất kết tính tốn dầm 49 Hình 3.1 50 Thơng số cấu tạo dầm cho ví dụ 3.1 48 DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số thứ tự Tên bảng, biểu Quy định cấu tạo chế tạo dầm thép đục lỗ trịn liên tục theo tiêu chuẩn châu Âu Các cơng thức để kiểm tra độ bền tiết diện dầm Trang 40 Bảng 3.2 So sánh phương pháp tính tốn dầm thép khoét lỗ liên tục Lực cắt Mô men tải trọng gây lỗ mở dầm Lực dọc trục Mô men Vierendeel 55 Bảng 3.3 Lực cắt bụng tiết diện theo ASD LRFD 57 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 3.1 20 37 53 DANH MỤC KÝ HIỆU γ Khối lượng đơn vị (khối lượng riêng) β Chỉ số độ tin cậy Hệ số sức kháng (làm giảm độ bền, dung cho phương pháp LRFD) Ω Hệ số an toàn tổng thể (dung cho phương pháp ASD) μ Hệ số ma sát trượt trung bình b Ωb c Hệ số sức kháng tính tốn kết cấu chịu uốn Hệ số an tồn tính tốn chịu uốn Hệ số sức kháng tính tốn kết cấu chịu nén Ωc Hệ số an tồn tổng thể tính toán chịu nén λ Độ mảnh λp Giới hạn độ mảnh phân tử đặc λr Giới hạn độ mảnh phân tử không đặc Rn Độ bền thiết kế t Hệ số sức kháng tính tốn kết cấu chịu kéo Ωt v Hệ số an toàn tính tốn chịu kéo Hệ số sức kháng tính tốn kết cấu chịu cắt Ωv Hệ số an tồn tính tốn chịu cắt Ae Diện tích tiết diện thực hữu hiệu Ag Diện tích tiết diện nguyên An Diện tích tiết diện thực Ast Diện tích sườn Aw Diện tích bụng B1 Hệ số gia tang để kể đến hiệu ứng bậc gây chuyển vị điểm nút giằng P-δ bf Chiều dày cánh tiết diện Cw Hằng số vênh tiết diện D Tĩnh tải d Chiều cao an toàn tiết diện d Đường kính bu lơng hay đường kính lỗ E Mô đun đàn hồi Fcr Ứng suất tới hạn theo điều kiện ổn định Fe Ứng suất tới hạn Euler Fr Ứng suất dư Fu Ứng suất bền (kéo đứt) tiêu chuẩn Fy Ứng suất chảy tiêu chuẩn, tức ứng suất chảy nhỏ theo quy định G Môđun trượt h Chiều cao bụng tiết diện hc Hai lần chiều cao phần bụng bị nén I Mơmen qn tính tiết diện J Mơmen qn tính xoắn tiết diện K Hệ số chiều dài tính toán L Hoạt tải sàn L Chiều dài cấu kiện chịu nén Lb Khoảng cách hai giằng cấu kiện chịu uốn Lp Khoảng cách lớn hai giằng để cấu kiện không ổn định tổng thể Lr Khoảng cách lớn hai giằng để cấu kiện ổn định tổng thể giai đoạn đàn dẻo M Mômen Mcr Mômen tới hạn Mu Mômen yêu cầu theo phương pháp LRFD Ma Mômen yêu cầu theo phương pháp ASD Mr Mômen yêu cầu Mp Mômen dẻo My Mômen chảy P Lực nén Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 m 8.04 9.33 10.62 kNm 10.95 10.95 18.24 18.24 25.54 25.54 Top Bot Top Bot Top Bot VIERENDEEL: Opening m 0.94 Top Bot 2.23 Top Bot 3.52 Top Bot 4.81 Top Bot 6.10 Top Bot 7.39 Top Bot 8.68 Top Bot 9.97 Top Bot 11.26 Top Bot Page 4/18 04/23/19 17:28:35 Pu kN 43.40 43.40 91.20 91.20 125.34 125.34 145.82 145.82 152.65 152.65 145.82 145.82 125.34 125.34 91.20 91.20 43.40 43.40 kNm 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 Pn/ kN 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 kNm 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 Mu kNm 5.03 5.03 3.78 3.78 2.52 2.52 1.26 1.26 0.00 0.00 1.26 1.26 2.52 2.52 3.78 3.78 5.03 5.03 Load Combination: DL+LL Opening m 0.00 0.94 2.23 3.52 4.81 6.10 7.39 8.68 9.97 11.26 12.20 Vu kN 762.73 645.29 483.97 322.65 161.32 0.02 161.35 322.67 483.99 645.32 762.75 Mu max kNm 0.00 661.51 1389.94 1910.24 2222.42 2326.48 2222.42 1910.24 1389.93 661.51 0.00 Mu kNm 0.00 66.34 139.40 191.58 222.89 233.33 222.89 191.58 139.40 66.34 0.00 kNm 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 Mn/ kNm 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 0.038 0.038 0.063 0.063 0.089 0.089 Int 0.090 0.090 0.078 0.078 0.064 0.064 0.054 0.054 0.056 0.056 0.054 0.054 0.064 0.064 0.078 0.078 0.090 0.090 Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 SHEAR AT NET SECTION: TOP Opening Vu m kN 0.94 322.6 2.23 242.0 3.52 161.3 4.81 80.7 6.10 0.0 7.39 80.7 8.68 161.3 9.97 242.0 11.26 322.7 HORIZONTAL SHEAR: Post Vu m kN 1.58 476.5 2.87 340.4 4.16 204.2 5.45 68.1 6.75 68.1 8.04 204.2 9.33 340.4 10.62 476.6 Page 5/18 04/23/19 17:28:35 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Vn/ kN 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 WEB POST BUCKLING: Post Mu m kNm 1.58 Top 254.65 Bot 254.65 2.87 Top 181.89 Bot 181.89 4.16 Top 109.13 Bot 109.13 5.45 Top 36.38 Bot 36.38 6.75 Top 36.38 Bot 36.38 8.04 Top 109.13 Bot 109.13 9.33 Top 181.89 Bot 181.89 10.62 Top 254.65 Bot 254.65 Int 0.612 0.459 0.306 0.153 0.000 0.153 0.306 0.459 0.612 BOTTOM Vu kN 322.6 242.0 161.3 80.7 0.0 80.7 161.3 242.0 322.7 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Int 3.691 2.637 1.582 0.527 0.527 1.582 2.637 3.692 Mp kNm 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 1105.42 Mocr kNm 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 481.33 Mn/ kNm 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 288.22 Int 0.884 0.884 0.631 0.631 0.379 0.379 0.126 0.126 0.126 0.126 0.379 0.379 0.631 0.631 0.884 0.884 Int 0.612 0.459 0.306 0.153 0.000 0.153 0.306 0.459 0.612 Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 VIERENDEEL: Opening m 0.94 Top Bot 2.23 Top Bot 3.52 Top Bot 4.81 Top Bot 6.10 Top Bot 7.39 Top Bot 8.68 Top Bot 9.97 Top Bot 11.26 Top Bot Pu kN 432.78 432.78 909.33 909.33 1249.73 1249.73 1453.97 1453.97 1522.04 1522.04 1453.97 1453.97 1249.73 1249.73 909.33 909.33 432.77 432.77 Page 6/18 04/23/19 17:28:35 Mu kNm 50.20 50.20 37.65 37.65 25.10 25.10 12.55 12.55 0.00 0.00 12.55 12.55 25.10 25.10 37.65 37.65 50.20 50.20 Pn/ kN 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 Mn/ kNm 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 Int 0.900 0.900 0.881 0.881 0.824 0.823 0.716 0.716 0.559 0.559 0.716 0.716 0.824 0.823 0.881 0.881 0.900 0.900 Dt = 285.750 mm Emin = 311.150 mm max phitop = 62.000 max phibot = 62.000 TEE PROPERTIES AT CENTER OF OPENING: Top Tee Bot Tee Tee Depth 285.7 mm 285.7 mm Web Thk 22.0 mm 22.0 mm Flange Thk 40.1 mm 40.1 mm Area 216.7 cm2 216.7 cm2 Ix 11182.8 cm4 11182.8 cm4 Iy 21638.0 cm4 21638.0 cm4 PNA 258.8 mm 258.8 mm Load Combination: DL Opening m 0.00 1.34 2.53 3.72 4.91 6.10 7.29 8.48 Vu kN 76.50 59.72 44.79 29.86 14.93 0.00 14.93 29.86 Mu max kNm 0.00 91.12 153.34 197.78 224.44 233.33 224.44 197.78 Mu kNm 0.00 91.12 153.34 197.78 224.44 233.33 224.44 197.78 Zx Zy Sx Sy rt Torsion J Ybar Top Tee 917.4 cm3 1645.5 cm3 2002.8 cm3 1078.3 cm3 115.4 mm 958.6 cm4 229.9 mm Bot Tee 917.4 cm3 1645.5 cm3 486.4 cm3 1078.3 cm3 115.4 mm 958.6 cm4 229.9 mm Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 m 9.67 10.86 12.20 Page 7/18 04/23/19 17:28:35 kN 44.79 59.72 76.50 SHEAR AT NET SECTION: TOP Opening Vu m kN 1.34 29.9 2.53 22.4 3.72 14.9 4.91 7.5 6.10 0.0 7.29 7.5 8.48 14.9 9.67 22.4 10.86 29.9 HORIZONTAL SHEAR: Post Vu m kN 1.93 40.7 3.12 29.1 4.31 17.4 5.50 5.8 6.70 5.8 7.89 17.4 9.08 29.1 10.27 40.7 WEB POST BUCKLING: Post m 1.93 Top Bot 3.12 Top Bot 4.31 Top Bot 5.50 Top Bot 6.70 Top Bot 7.89 Top kNm 153.34 91.12 0.00 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Vn/ kN 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 Mu kNm 21.75 21.75 15.54 15.54 9.32 9.32 3.11 3.11 3.11 3.11 9.32 kNm 153.34 91.12 0.00 BOTTOM Vu kN 29.9 22.4 14.9 7.5 0.0 7.5 14.9 22.4 29.9 Int 0.057 0.042 0.028 0.014 0.000 0.014 0.028 0.042 0.057 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Int 0.315 0.225 0.135 0.045 0.045 0.135 0.225 0.315 Mp kNm 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 Mocr kNm 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 Mn/ kNm 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 Int 0.094 0.094 0.067 0.067 0.040 0.040 0.013 0.013 0.013 0.013 0.040 Int 0.057 0.042 0.028 0.014 0.000 0.014 0.028 0.042 0.057 Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 m 9.08 10.27 kNm 9.32 15.54 15.54 21.75 21.75 Bot Top Bot Top Bot VIERENDEEL: Opening m 1.34 Top Bot 2.53 Top Bot 3.72 Top Bot 4.91 Top Bot 6.10 Top Bot 7.29 Top Bot 8.48 Top Bot 9.67 Top Bot 10.86 Top Bot Page 8/18 04/23/19 17:28:35 Pu kN 59.62 59.62 100.32 100.32 129.39 129.39 146.84 146.84 152.65 152.65 146.84 146.84 129.39 129.39 100.32 100.32 59.62 59.62 kNm 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 Pn/ kN 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 kNm 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 Mu kNm 4.65 4.65 3.48 3.48 2.32 2.32 1.16 1.16 0.00 0.00 1.16 1.16 2.32 2.32 3.48 3.48 4.65 4.65 Load Combination: DL+LL Opening m 0.00 1.34 2.53 3.72 4.91 6.10 7.29 8.48 9.67 10.86 12.20 Vu kN 762.73 595.49 446.62 297.75 148.87 0.02 148.90 297.77 446.64 595.52 762.75 Mu max kNm 0.00 908.57 1528.91 1972.01 2237.87 2326.48 2237.87 1972.01 1528.91 908.57 0.00 Mu kNm 0.00 91.12 153.34 197.78 224.44 233.33 224.44 197.78 153.34 91.12 0.00 kNm 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 Mn/ kNm 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 0.040 0.067 0.067 0.094 0.094 Int 0.087 0.087 0.075 0.075 0.062 0.062 0.054 0.054 0.056 0.056 0.054 0.054 0.062 0.062 0.075 0.075 0.087 0.087 Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 SHEAR AT NET SECTION: TOP Opening Vu m kN 1.34 297.7 2.53 223.3 3.72 148.9 4.91 74.4 6.10 0.0 7.29 74.4 8.48 148.9 9.67 223.3 10.86 297.8 HORIZONTAL SHEAR: Post Vu m kN 1.93 405.8 3.12 289.9 4.31 173.9 5.50 58.0 6.70 58.0 7.89 173.9 9.08 289.9 10.27 405.8 Page 9/18 04/23/19 17:28:35 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Vn/ kN 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 574.2 WEB POST BUCKLING: Post Mu m kNm 1.93 Top 216.86 Bot 216.86 3.12 Top 154.90 Bot 154.90 4.31 Top 92.94 Bot 92.94 5.50 Top 30.98 Bot 30.98 6.70 Top 30.98 Bot 30.98 7.89 Top 92.94 Bot 92.94 9.08 Top 154.90 Bot 154.90 10.27 Top 216.86 Bot 216.86 Int 0.565 0.423 0.282 0.141 0.000 0.141 0.282 0.423 0.565 BOTTOM Vu kN 297.7 223.3 148.9 74.4 0.0 74.4 148.9 223.3 297.8 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Int 3.144 2.245 1.347 0.449 0.449 1.347 2.246 3.144 Mp kNm 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 892.01 Mocr kNm 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 388.40 Mn/ kNm 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 232.58 Int 0.932 0.932 0.666 0.666 0.400 0.400 0.133 0.133 0.133 0.133 0.400 0.400 0.666 0.666 0.932 0.932 Int 0.565 0.423 0.282 0.141 0.000 0.141 0.282 0.423 0.565 Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 VIERENDEEL: Opening m 1.34 Top Bot 2.53 Top Bot 3.72 Top Bot 4.91 Top Bot 6.10 Top Bot 7.29 Top Bot 8.48 Top Bot 9.67 Top Bot 10.86 Top Bot Pu kN 594.41 594.41 1000.25 1000.25 1290.14 1290.14 1464.07 1464.07 1522.04 1522.04 1464.07 1464.07 1290.14 1290.14 1000.25 1000.25 594.41 594.41 Page 10/18 04/23/19 17:28:35 Mu kNm 46.32 46.32 34.74 34.74 23.16 23.16 11.58 11.58 0.00 0.00 11.58 11.58 23.16 23.16 34.74 34.74 46.32 46.32 Pn/ kN 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 2723.89 2725.06 Mn/ kNm 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 Int 0.891 0.891 0.872 0.872 0.810 0.810 0.706 0.706 0.559 0.559 0.706 0.706 0.810 0.810 0.872 0.872 0.891 0.891 Dt = 285.750 mm Emax = 349.250 mm phitop = 58.000 phibot = 58.000 TEE PROPERTIES AT CENTER OF OPENING: Top Tee Bot Tee Tee Depth 285.7 mm 285.7 mm Web Thk 22.0 mm 22.0 mm Flange Thk 40.1 mm 40.1 mm Area 216.7 cm2 216.7 cm2 Ix 11182.8 cm4 11182.8 cm4 Iy 21638.0 cm4 21638.0 cm4 PNA 258.8 mm 258.8 mm Load Combination: DL Opening m 0.00 1.32 2.68 4.05 5.42 6.78 8.15 9.52 Vu kN 76.50 59.97 42.84 25.70 8.57 8.57 25.70 42.84 Mu max kNm 0.00 89.93 160.17 206.99 230.40 230.40 206.99 160.17 Mu kNm 0.00 89.93 160.17 206.99 230.40 230.40 206.99 160.17 Zx Zy Sx Sy rt Torsion J Ybar Top Tee 917.4 cm3 1645.5 cm3 2002.8 cm3 1078.3 cm3 115.4 mm 958.6 cm4 229.9 mm Bot Tee 917.4 cm3 1645.5 cm3 486.4 cm3 1078.3 cm3 115.4 mm 958.6 cm4 229.9 mm Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 m 10.88 12.20 Page 11/18 04/23/19 17:28:35 kN 59.97 76.50 SHEAR AT NET SECTION: TOP Opening Vu m kN 1.32 30.0 2.68 21.4 4.05 12.9 5.42 4.3 6.78 4.3 8.15 12.9 9.52 21.4 10.88 30.0 HORIZONTAL SHEAR: Post Vu m kN 2.00 45.9 3.37 30.6 4.73 15.3 6.10 0.0 7.47 15.3 8.83 30.6 10.20 46.0 WEB POST BUCKLING: Post m 2.00 Top Bot 3.37 Top Bot 4.73 Top Bot 6.10 Top Bot 7.47 Top Bot 8.83 Top Bot 10.20 Top Bot kNm 89.93 0.00 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Vn/ kN 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 Mu kNm 24.55 24.55 16.37 16.37 8.18 8.18 0.00 0.00 8.18 8.18 16.37 16.37 24.55 24.55 kNm 89.93 0.00 BOTTOM Vu kN 30.0 21.4 12.9 4.3 4.3 12.9 21.4 30.0 Int 0.057 0.041 0.024 0.008 0.008 0.024 0.041 0.057 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Int 0.317 0.211 0.106 0.000 0.106 0.211 0.317 Mp kNm 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 Mocr kNm 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 Mn/ kNm 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 Int 0.076 0.076 0.051 0.051 0.025 0.025 0.000 0.000 0.025 0.025 0.051 0.051 0.076 0.076 Int 0.057 0.041 0.024 0.008 0.008 0.024 0.041 0.057 Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 VIERENDEEL: Opening m 1.32 Top Bot 2.68 Top Bot 4.05 Top Bot 5.42 Top Bot 6.78 Top Bot 8.15 Top Bot 9.52 Top Bot 10.88 Top Bot Pu kN 58.84 58.84 104.79 104.79 135.42 135.42 150.74 150.74 150.74 150.74 135.42 135.42 104.79 104.79 58.84 58.84 Page 12/18 04/23/19 17:28:35 Mu kNm 5.24 5.24 3.74 3.74 2.24 2.24 0.75 0.75 0.75 0.75 2.24 2.24 3.74 3.74 5.24 5.24 Pn/ kN 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 Mn/ kNm 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 Int 0.096 0.096 0.080 0.080 0.062 0.062 0.055 0.055 0.055 0.055 0.062 0.062 0.080 0.080 0.096 0.096 Load Combination: DL+LL Opening m 0.00 1.32 2.68 4.05 5.42 6.78 8.15 9.52 10.88 12.20 Vu kN 762.73 597.98 427.13 256.28 85.43 85.45 256.30 427.15 598.00 762.75 SHEAR AT NET SECTION: TOP Opening Vu m kN 1.32 299.0 2.68 213.6 4.05 128.1 5.42 42.7 6.78 42.7 Mu max kNm 0.00 896.70 1597.01 2063.87 2297.31 2297.31 2063.87 1597.00 896.70 0.00 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Mu kNm 0.00 89.93 160.17 206.99 230.40 230.40 206.99 160.17 89.93 0.00 Int 0.567 0.405 0.243 0.081 0.081 BOTTOM Vu kN 299.0 213.6 128.1 42.7 42.7 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Int 0.567 0.405 0.243 0.081 0.081 Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 m 8.15 9.52 10.88 Page 13/18 04/23/19 17:28:35 kN 128.2 213.6 299.0 HORIZONTAL SHEAR: Post Vu m kN 2.00 458.1 3.37 305.4 4.73 152.7 6.10 0.0 7.47 152.7 8.83 305.4 10.20 458.2 kN 527.4 527.4 527.4 Vn/ kN 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 WEB POST BUCKLING: Post Mu m kNm 2.00 Top 244.81 Bot 244.81 3.37 Top 163.21 Bot 163.21 4.73 Top 81.60 Bot 81.60 6.10 Top 0.00 Bot 0.00 7.47 Top 81.60 Bot 81.60 8.83 Top 163.21 Bot 163.21 10.20 Top 244.81 Bot 244.81 VIERENDEEL: Opening m 1.32 Top Bot 2.68 Top Bot 4.05 Top Bot 5.42 Top Bot Pu kN 586.65 586.65 1044.80 1044.80 1350.24 1350.24 1502.96 1502.96 0.243 0.405 0.567 kN 128.2 213.6 299.0 kN 527.4 527.4 527.4 0.243 0.405 0.567 Int 3.162 2.108 1.054 0.000 1.054 2.108 3.162 Mp kNm 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 1193.14 Pn/ kN 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 Mocr kNm 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 536.75 Mu kNm 52.21 52.21 37.29 37.29 22.38 22.38 7.46 7.46 Mn/ kNm 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 321.41 Mn/ kNm 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 Int 0.762 0.762 0.508 0.508 0.254 0.254 0.000 0.000 0.254 0.254 0.508 0.508 0.762 0.762 Int 0.974 0.974 0.926 0.925 0.821 0.821 0.660 0.660 Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 m 6.78 8.15 9.52 10.88 Top Bot Top Bot Top Bot Top Bot kN 1502.95 1502.95 1350.24 1350.24 1044.80 1044.80 586.64 586.64 Page 14/18 04/23/19 17:28:35 kN 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 kNm 7.46 7.46 22.38 22.38 37.30 37.30 52.21 52.21 kNm 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 0.660 0.660 0.821 0.821 0.926 0.925 0.974 0.974 Dt = 285.750 mm Emax = 349.250 mm max phitop = 62.000 max phibot = 62.000 TEE PROPERTIES AT CENTER OF OPENING: Top Tee Bot Tee Tee Depth 285.7 mm 285.7 mm Web Thk 22.0 mm 22.0 mm Flange Thk 40.1 mm 40.1 mm Area 216.7 cm2 216.7 cm2 Ix 11182.8 cm4 11182.8 cm4 Iy 21638.0 cm4 21638.0 cm4 PNA 258.8 mm 258.8 mm Zx Zy Sx Sy rt Torsion J Ybar Top Tee 917.4 cm3 1645.5 cm3 2002.8 cm3 1078.3 cm3 115.4 mm 958.6 cm4 229.9 mm Load Combination: DL Opening m 0.00 1.03 2.30 3.57 4.83 6.10 7.37 8.63 9.90 11.17 12.20 Vu kN 76.50 63.55 47.66 31.77 15.89 0.00 15.89 31.77 47.66 63.55 76.50 SHEAR AT NET SECTION: TOP Opening Vu m kN 1.03 31.8 2.30 23.8 3.57 15.9 4.83 7.9 Mu max kNm 0.00 72.34 142.77 193.08 223.27 233.33 223.27 193.08 142.77 72.34 0.00 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 Mu kNm 0.00 72.34 142.77 193.08 223.27 233.33 223.27 193.08 142.77 72.34 0.00 Int 0.060 0.045 0.030 0.015 BOTTOM Vu kN 31.8 23.8 15.9 7.9 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 Int 0.060 0.045 0.030 0.015 Bot Tee 917.4 cm3 1645.5 cm3 486.4 cm3 1078.3 cm3 115.4 mm 958.6 cm4 229.9 mm Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 m 6.10 7.37 8.63 9.90 11.17 kN 0.0 7.9 15.9 23.8 31.8 kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 HORIZONTAL SHEAR: Post Vu m kN 1.67 46.1 2.93 32.9 4.20 19.7 5.47 6.6 6.73 6.6 8.00 19.7 9.27 32.9 10.53 46.1 WEB POST BUCKLING: Post m 1.67 Top Bot 2.93 Top Bot 4.20 Top Bot 5.47 Top Bot 6.73 Top Bot 8.00 Top Bot 9.27 Top Bot 10.53 Top Bot VIERENDEEL: Opening m 1.03 Top Bot 2.30 Top Page 15/18 04/23/19 17:28:35 Vn/ kN 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 Mu kNm 24.62 24.62 17.59 17.59 10.55 10.55 3.52 3.52 3.52 3.52 10.55 10.55 17.59 17.59 24.62 24.62 Pu kN 47.33 47.33 93.41 kN 0.0 7.9 15.9 23.8 31.8 0.000 0.015 0.030 0.045 0.060 kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 0.000 0.015 0.030 0.045 0.060 Int 0.318 0.227 0.136 0.045 0.045 0.136 0.227 0.318 Mp kNm 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 Pn/ kN 2723.58 2725.06 2723.58 Mocr kNm 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 Mu kNm 5.55 5.55 4.16 Mn/ kNm 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 Mn/ kNm 61.16 61.16 61.16 Int 0.094 0.094 0.067 0.067 0.040 0.040 0.013 0.013 0.013 0.013 0.040 0.040 0.067 0.067 0.094 0.094 Int 0.099 0.099 0.085 Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 m 3.57 4.83 6.10 7.37 8.63 9.90 11.17 Bot Top Bot Top Bot Top Bot Top Bot Top Bot Top Bot Top Bot kN 93.41 126.32 126.32 146.07 146.07 152.65 152.65 146.07 146.07 126.32 126.32 93.40 93.40 47.32 47.32 Page 16/18 04/23/19 17:28:35 kN 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 kNm 4.16 2.77 2.77 1.39 1.39 0.00 0.00 1.39 1.39 2.77 2.77 4.16 4.16 5.55 5.55 kNm 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 0.085 0.069 0.069 0.054 0.054 0.056 0.056 0.054 0.054 0.069 0.069 0.085 0.085 0.099 0.099 Load Combination: DL+LL Opening m 0.00 1.03 2.30 3.57 4.83 6.10 7.37 8.63 9.90 11.17 12.20 Vu kN 762.73 633.61 475.21 316.80 158.40 0.02 158.43 316.83 475.23 633.63 762.75 SHEAR AT NET SECTION: TOP Opening Vu m kN 1.03 316.8 2.30 237.6 3.57 158.4 4.83 79.2 6.10 0.0 7.37 79.2 8.63 158.4 9.90 237.6 Mu max kNm 0.00 721.26 1423.55 1925.18 2226.16 2326.48 2226.16 1925.18 1423.54 721.26 0.00 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Mu kNm 0.00 72.34 142.77 193.08 223.27 233.33 223.27 193.08 142.77 72.34 0.00 Int 0.601 0.451 0.300 0.150 0.000 0.150 0.300 0.451 BOTTOM Vu kN 316.8 237.6 158.4 79.2 0.0 79.2 158.4 237.6 Vn/ kN 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 527.4 Int 0.601 0.451 0.300 0.150 0.000 0.150 0.300 0.451 Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 m 11.17 Page 17/18 04/23/19 17:28:35 kN 316.8 HORIZONTAL SHEAR: Post Vu m kN 1.67 459.4 2.93 328.2 4.20 196.9 5.47 65.6 6.73 65.6 8.00 196.9 9.27 328.2 10.53 459.5 kN 527.4 Vn/ kN 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 644.6 WEB POST BUCKLING: Post Mu m kNm 1.67 Top 245.51 Bot 245.51 2.93 Top 175.36 Bot 175.36 4.20 Top 105.22 Bot 105.22 5.47 Top 35.07 Bot 35.07 6.73 Top 35.07 Bot 35.07 8.00 Top 105.22 Bot 105.22 9.27 Top 175.36 Bot 175.36 10.53 Top 245.51 Bot 245.51 VIERENDEEL: Opening m 1.03 Top Bot 2.30 Top Bot 3.57 Top Bot 4.83 Top Pu kN 471.87 471.87 931.32 931.32 1259.50 1259.50 1456.41 0.601 kN 316.8 kN 527.4 0.601 Int 3.171 2.265 1.359 0.453 0.453 1.359 2.265 3.171 Mp kNm 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 970.98 Pn/ kN 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 Mocr kNm 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 436.81 Mu kNm 55.32 55.32 41.49 41.49 27.66 27.66 13.83 Mn/ kNm 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 261.56 Mn/ kNm 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 Int 0.939 0.939 0.670 0.670 0.402 0.402 0.134 0.134 0.134 0.134 0.402 0.402 0.670 0.670 0.939 0.939 Int 0.991 0.991 0.945 0.945 0.864 0.864 0.736 Detailed SMARTBEAM Design RAM SBeam v5.01 m 6.10 7.37 8.63 9.90 11.17 Bot Top Bot Top Bot Top Bot Top Bot Top Bot kN 1456.41 1522.04 1522.04 1456.41 1456.41 1259.50 1259.50 931.32 931.32 471.87 471.87 Page 18/18 04/23/19 17:28:35 kN 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 2723.58 2725.06 kNm 13.83 0.00 0.00 13.83 13.83 27.66 27.66 41.49 41.49 55.32 55.32 kNm 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 61.16 0.735 0.559 0.559 0.736 0.735 0.864 0.864 0.945 0.945 0.991 0.991 ... Chương trình tối ưu thiết kế dầm khoét lỗ liên tục theo tiêu chuẩn Mỹ Với phương pháp tính tốn thiết kế dầm đục lỗ theo tiêu chuẩn Mỹ, kiểm tra với tiết diện Tuy nhiên với toán thiết kế, bước kiểm... tính theo tiêu chuẩn Mỹ Việt Nam 39 2.8 Tối ưu thiết kế dầm thép khoét lỗ liên tục theo tiêu chuẩn Mỹ 40 2.8.1 Tổng quan toán tối ưu kết cấu 40 2.8.2 Chương trình tối ưu thiết kế dầm. .. giản thiết kế dầm khoét lỗ liên tục đề xuất Quy trình trình bày dạng sơ đồ khối sau: 34 Sơ đồ 2.6: Sơ đồ khối thiết kế dầm thép khoét lỗ liên tục 35 2.5 Phương pháp tính tốn dầm kht lỗ theo tiêu